介紹鐵水爐外脫硫工藝和方法

目錄

1.序言....................................................................1

2.鐵水預(yù)脫硫劑............................................................2

3.KR機(jī)械攪拌法..........................................................2

4.噴吹法鐵水預(yù)處理........................................................3

4.1.概述................................................................3

4.2.單噴法.................................3

4.3.復(fù)合噴吹法.............................4

5.氣體攪拌法...............................................................4

6.懸浮法...................................................................4

1.序言

鐵水預(yù)處理脫硫工藝很多，按其脫硫劑的投入方式可分為機(jī)械攪拌法、噴

吹法、鋪撒法、氣體攪拌法、懸浮法等。目前主流的是機(jī)械攪拌法和噴吹法，

分別應(yīng)用于鐵水包和魚雷罐脫硫。

鋼中硫含量較高時(shí)會(huì)形成較多的硫化物夾雜，使鋼的力學(xué)性能下降，而且

硫元素還能降低鋼材的耐腐蝕性能，因此鋼鐵冶煉過程中需要進(jìn)行脫硫。在實(shí)

際生產(chǎn)中，鐵水預(yù)處理脫硫工藝主要以噴吹法和KR攪拌法為主。研究表明，當(dāng)

平均脫硫目標(biāo)230PpM時(shí)，噴吹法技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，當(dāng)平均脫硫目標(biāo)與20PpM時(shí)，

KR法應(yīng)為首選。

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(a)KR法(b)噴吹法

圖1鐵水包KR法和噴吹法脫硫示意圖

2.鐵水預(yù)脫硫劑

鐵水預(yù)脫硫劑主要有蘇打(Na2co3)、電石(CaC2)、石灰(CaO)、金屬鎂以及

復(fù)合脫硫劑，其中，W(Mg)=10%?12%的Mg基脫硫劑具有深脫硫能力，鐵水

終脫硫可達(dá)到《0.005%的要求。目前，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)多采用鈣質(zhì)粉劑(CaO或CaC2

粉)和鎂粉復(fù)合脫硫劑。由于鎂與氧具有極強(qiáng)的親和力，因此必須對(duì)鎂進(jìn)行鈍化

處理，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的是覆膜混合鎂粒，即在鎂粒中混入多于10%的惰

性物質(zhì)。

3.KR機(jī)械攪拌法

KR法脫硫就是將耐火材料制成的攪拌器插入鐵水罐一定深處旋轉(zhuǎn)，使鐵水

液面形成“V”形旋渦，加入的脫硫劑微粒在漿葉端部區(qū)域內(nèi)受湍動(dòng)作用而分散，

沿著半徑方向“吐出"，繞軸心旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)與鐵水的接觸、混合、攪動(dòng)，并上浮于

鐵水液面。KR攪拌法的優(yōu)點(diǎn)是改善脫硫的動(dòng)力學(xué)條件，降低脫硫劑的消耗及縮

短脫硫時(shí)間。上海三鋼有限責(zé)任公司煉鋼廠KR法脫硫水模型試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，攪

拌速度越大，達(dá)到均勻混合所需的時(shí)間越短。通過對(duì)脫硫劑顆粒在不同鋼包區(qū)

域的體積分?jǐn)?shù)和顆粒軌跡研究，發(fā)現(xiàn)脫硫劑顆粒在不同鋼包區(qū)域的運(yùn)動(dòng)需要10

s左右才能達(dá)到動(dòng)態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)。此外，變速攪拌也能夠使鐵水流場(chǎng)和脫硫劑的夾

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帶與分散得到明顯改善。

機(jī)械攪拌法是將攪拌器（也稱攪拌槳）沉入鐵水中旋轉(zhuǎn)，在鐵水包中央形成錐

形漩渦，使投入的脫硫劑與鐵水充分混合，促進(jìn)脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。

KR脫硫法優(yōu)點(diǎn)：

1）投資少；

2）對(duì)鐵水溫度要求高（1350C）：

3）攪拌力大脫硫反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件好；

4）脫硫效果好，可以將鐵水［S］脫到lOppM；

5）脫硫期間幾乎沒有噴濺；攪拌時(shí)間短（15?20min）；脫硫渣易扒出。

KR脫硫法缺點(diǎn)：

1）脫硫劑消耗大（4?10kg/t）,渣量大，扒渣鐵耗多（0.5?4kg/t）,降溫天

（30?40℃）；

2）攪拌頭費(fèi)用高（2?3元八），脫硫劑成本（10?25元八）。

KR法脫硫使用含玻脫硫劑的成分是：石灰粉90%,螢石粉5%,含碳量5%。

CaFz沒有脫硫作用，但能改變?cè)酿ざ?，改善脫硫反?yīng)的動(dòng)力性條件。石

灰粉必須進(jìn)行鈍化處理。脫硫劑的加入量、加入時(shí)間、加入方向、攪拌深度均

影響脫硫效果，應(yīng)在生產(chǎn)實(shí)踐中根據(jù)本廠條件確定。

4.噴吹法鐵水預(yù)處理

4.1.概述

噴吹法脫硫的基本原理是以一定壓力和流量的干燥空氣，或惰性氣體如氮

氣，甚至是火焰為載體與脫硫劑混合后經(jīng)噴槍吹入鐵水中，同時(shí)載氣和脫硫劑

的沖擊與上浮能夠帶動(dòng)鐵水流動(dòng)，起到攪拌作用。噴吹法分為單噴法和復(fù)合噴

吹法。

4.2.單噴法

單噴法是將粒度為0.5?1.5mm的顆粒金屬鎂經(jīng)鈍化處理后儲(chǔ)存到密封的噴

粉罐，預(yù)處理脫硫時(shí)由噴粉罐將鎂粉經(jīng)帶有汽化室的噴槍由鐵水罐下部（距罐底

200?300mm）噴入鐵水中。鎂在鐵水中溶解度很小，其沸點(diǎn)是1088℃,故在鐵

水溫度下以氣態(tài)存在，為防止鎂在鐵水中瞬間汽化而引起鐵水噴濺，在噴槍出

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口處設(shè)計(jì)了汽化室。

4.3.復(fù)合噴吹法

復(fù)合噴吹法在單噴法的基礎(chǔ)上增加一套石灰粉噴吹系統(tǒng)，按CaO和Mg之

比為2?4進(jìn)行復(fù)合噴吹。當(dāng)CaO/Mg值大于9時(shí)，大量的石灰粉參與了脫硫反

應(yīng)，就會(huì)出現(xiàn)噴吹時(shí)間長(zhǎng)、粉劑消耗量大、溫降大、鐵耗增加現(xiàn)象，很難實(shí)現(xiàn)

深脫硫。

5.氣體攪拌法

氣體攪拌法是將脫硫氣體通入鐵水中，通過氣體與鐵水的攪拌作用，使硫

分與氣體充分混合并排出。此方法適用于低硫含量、大規(guī)模的脫硫處理。

6.懸浮法

懸浮法是將含硫化合物的懸浮液通入鐵水中，通過懸浮液的吸附作用將硫

分從鐵水中分離出來(lái)。此方法適用于低硫含量、大規(guī)模的脫硫處理。

以上是主要的鐵水預(yù)處理脫硫方法，不同的方法適用于不同的場(chǎng)合和條件,

選擇合適的脫硫方法需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行評(píng)估和選擇。實(shí)踐證明，這幾種工

藝技術(shù)都能滿足鋼鐵包業(yè)鐵水深脫硫的要求。幾種工藝都能得到鐵水終點(diǎn)硫質(zhì)

量分?jǐn)?shù)為2UppM,甚至更低的水平，也能滿足轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)周期的要求。他們之間

的優(yōu)劣都只是相對(duì)而言的，而且所涉及的因素是多方面的。

KR法工藝能將硫降到很低的水平，而且不回硫，基本沒有噴濺。在鐵水溫

度高的條件下，脫硫效率高。K